1.1 通信測試工具
傳統(tǒng)的單片機系統(tǒng)的通信測試通過示波器來監(jiān)測,既不直觀又容易丟失信息。將計算機加入到系統(tǒng)中,可以實時監(jiān)測到線路中的信息,并以數(shù)字化呈現(xiàn),使各個單片機間的通信得到檢驗,及時解決系統(tǒng)存在的問題。所以計算機在加速系統(tǒng)的開發(fā)和保證系統(tǒng)的運行質(zhì)量的作用就不言而喻了。
1.2 系統(tǒng)維護
一個單片機系統(tǒng)往往需要對系統(tǒng)中各個不同功能的模塊(單片機)進行參數(shù)的設(shè)置,以適應不同的運行環(huán)境,雖然可以通過各模塊的控制面板來調(diào)整,但操作通常比較麻煩,非專業(yè)人員不易掌握。同時對于一些需要定義其地理位置的參數(shù)難以實現(xiàn),不夠直觀。計算機加入到系統(tǒng)中,不但可以解決操作上的問題,同時還可以讀取各模塊的參數(shù),以便于調(diào)整。
1.3 單片機
計算機可以作為單片機系統(tǒng)的一個模塊,完成相應的功能。計算機應答系統(tǒng)的請求、處理系統(tǒng)中的信息,一方面將信息呈現(xiàn)給用戶,另一方面計算機程序通過自動計算或用戶的輸入,將信息反饋到系統(tǒng)中,參與系統(tǒng)的控制。
1.4 主控機
在單片機系統(tǒng)中,往往存在一個主控機或主控模塊,負責對整個系統(tǒng)的統(tǒng)籌和設(shè)置。單片機系統(tǒng)通常是通過各功能模塊的輸入和響應來實現(xiàn)其功能的,因此必須有一個負責收集輸入任務并指定響應模塊的主控模塊。計算機系統(tǒng)中既可以是一個普通的模塊,又可以是負責總體協(xié)調(diào)的主控器。
一個單片機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成的。硬件是實現(xiàn)功能的前提,而系統(tǒng)功能則是通過軟件來實現(xiàn)的,為了保證各個模塊通信,實現(xiàn)系統(tǒng)信息交流,必須制訂系統(tǒng)的通信協(xié)議。
從物理上來說,系統(tǒng)各模塊是以半雙工的模式來通信的,下文提及的智能照明系統(tǒng)下端模塊就是以半雙工的RS 485總路線為通信架構(gòu)的。而計算機的RS 232串口是以全雙工的模式來實現(xiàn)通信的,因此,計算機要通過串口參與到單片機系統(tǒng)中必須增加一個RS 232和RS 485總線轉(zhuǎn)換的模塊。
從邏輯上講,要實現(xiàn)各模塊之間的通信,就必須在模塊間約定一個共同遵守的通信協(xié)議。單片機以位(b)為基本單位,傳輸時以8位1字節(jié)(B)來傳輸,單片機以毫秒間距發(fā)送若干個字節(jié)為一個數(shù)據(jù)包,也稱為一幀,幀之間又規(guī)定若干毫秒的間隙。通過計算機程序可以捕獲線路中每一幀信息。
下面以智能照明系統(tǒng)為例,講述單片機系統(tǒng)的通信協(xié)議。